DE580541C - Verfahren zur Gewinnung von Chrom - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Chrom Es ist bekannt, daß Chromverbindungen, wie Chromoxyde oder Chromchloride, bei erhöhter Temperatur mit Wasserstoff in Chrom übergeführt werden können. Technische Anwendung hat dieses Verfahren bis jetzt jedoch nicht gefunden, da sich bei seiner Durchführung erhebliche technische Schwierigkeiten ergeben. So macht sich z. B. bei Verwendung des technisch leicht zugänglichen Chrom(3)-chlorids der Übelstand geltend, daß sich im Verlauf der Reduktion Chrom(?,)-chlorid als Zwischenprodukt bildet, das bei etwa goo° schmilzt und bei den zur Reduktion erforderlichen Temperaturen von über iooo° sich verflüchtigt. Die Bildung des schmelzbaren Zwischenproduktes bewirkt ein Zusammenbacken des Reaktionsgutes, wodurch die Einwirkung des Wasserstoffs derart erschwert wird, daß die Reaktion in technisch in Betracht kommenden Zeiten nicht zu Ende geführt werden kann. Ferner setzt sich das verdampfte Chromchlorid zum Teil an den Wänden der meistens aus keramischem Material bestehenden Reaktionskammern fest und bewirkt hier unter teilweiser Reduktion eine Zerstörung der Masse. Zum Teil wird das verdampfte Chromchlorid auch unverändert vom Reduktionsgas fortgeführt und setzt sich an den kalten Stellen der Apparatur ab. Unterhalb des Schmelzpunktes des Chrom(z)-chlorids verläuft die Reaktion aber nicht mit genügender Geschwindigkeit.
• Es wurde nun gefunden, daß die Reduktion von reduzierbaren Chromhalogeniden mit Wasserstoff wesentlich leichter durchgeführt werden kann, wenn man sie in Gegenwart von Metallen. Metallegierungen oder solchen Verbindungen von Metallen, die leicht reduzierbar sind, oder Gemischen dieser Stoffe vornimmt. Zweckmäßig werden innige Mischungen der fein verteilten Stoffe der genannten Art mit den zu reduzierenden Chromhalogeniden verwendet. Als Zusatzstoffe können z. B. verwendet werden Nickel, Kupfer, Ferrochrom, ferner leicht reduzierbare Verbindungen, wie Kupferchlorür, Nickeloxyd, Kobaltcarbonat. Auch können Mischungen derartiger Verbindungen unter sich und mit Metallpulvern Anwendung finden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Zusatz von Chrompulver erwiesen. Während nämlich z. B. bei rooo° ohne Chromzusatz nur etwa die- Hälfte des angewandten Chromchlorids in Chrom umgewandelt werden kann, werden nach Zumischen von Chrompulver beim Arbeiten unter sonst gleichen Bedingungen über 98 °(o des Chlarids in Chrom umgesetzt. Ein ähnlicher Effekt wird durch den Zusatz von Eisenpulver erzielt. Ebenso können Mischungen von Chromchlorid und Eisenchlorid, wie sie z. B. beim chlorierenden Aufschluß von Chromeisenstein erhalten werden, mit Vorteil verwendet werden. Das Eisenchlorid wird hierbei schon bei relativ niederer Temperatur zu Eisen reduziert.
• Die Reduktion der Chromhalogenide wird zweckmäßig bei Temperaturen von 90o bis 13c0° ausgeführt. Die Reaktionsprodukte «-erden in Form von Pulver oder als zusammenhängende schwammige Sinterkuchen gewonnen, die ohne Schwierigkeit aus der Reduktionskammer zu entfernen sind. Verwendet man als Ausgangsmaterial technisches, kohlenstoffhaltiges Chromchlorid, so findet beim Arbeiten nach vorliegendem Verfahren gleichzeitig eine Entkohlung statt. Der Kohlenstoffgehalt geht dabei bis auf weniger als 11, des ursprünglichen Gehaltes zurück. Mit besonderem Vorteil kann in letzterem Falle als Zuschlagsstoff Eisenoxyd verwendet werden, wobei der Kohlenstoffgehalt z. B. von i,5 % auf etwa o,1 °1o vermindert werden kann.
• Zwecks Erzielung reiner Produkte empfiehlt es sich, mit reinem Wasserstoff zu arbeiten. Insbesondere ist es in diesem Falle erforderlich, den Wasserstoff von Sauerstoff, Wasserdampf und anderen sauerstoffhaltigen Verunreinigungen sorgfältig zu befreien.
• Das nach vorliegendem Verfahren erhältliche Chrom kann, im Gegensatz zu dem auf aluminothermischem Wege hergestellten, sowohl für sich als auch in Mischung mit den zugesetzten Metallen leicht auf feinkörnig-s Pulver verarbeitet und in dieser Form für bestimmte ineta:llurgische Verfahren mit besonderem Vorteil verwendet werden.
• Beispiel 1 In einem elektrisch geheizten Ofen, der mit keramischem Material (z. B. Pythagorasmasse) ausgekleidet ist, wird ein inniges Gemisch von 1o kg durch Sublimation gereinigtem Chrom (3) -chlorid mit 6 kg Chrompulver mit sorgfältig von Sauerstoff und Wasserdampf befreitem Wasserstoff bei einer Strörnungsgeschwindigkeit von 15 cbm pro Stunde zunächst 2 Stunden lang bei 50ö bis 700° behandelt, worauf die Temperatur auf 120o° gesteigert wird. Nach 8stündiger Behandlung bei 120o° hat sich das Gemisch in eine Zusammenhängende, poröse und metallisch glänzende Masse umgewandelt. Das Chromchlorid ist praktisch vollständig zu Chrom recluziert. Das meist als Sinterkuchen gewonnene Produkt kann ohne Schwierigkeit zu einem staubfeinen Pulver von beliebiger Feinheit zerkleinert werden. Das erhaltene Chrom ist praktisch vollständig rein. Ein Teil des gewonnenen Produktes kann für den nächsten Arbeitsgang als Zusatzmaterial verwendet werden.
• Beispiel 2 Ein inniges, aus 1o kg technischem Chrom(3)-chlorid (mit 42 °1o Kohlenstoff, auf den Chromgehalt bezogen) und 3 kg feinpulverigein Eisen bestehendes Gemisch wird mit gereinigtem Wasserstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 15 cbm pro Stunde zunächst 2 Stunden lang bei 50o bis 700° behandelt, worauf die Temperatur auf z2oo° gesteigert wird. Nach 8stündiger Behandlung bei i2oo° hat sich das Gemisch in eine zusammenhängende, poröse und metallisch glänzende Masse von folgender Zusammensetzung umgewandelt: 50,2 °/o Chrom, 48,0 °J0 Eisen, 1,4 °/o Kohlenstoff.
• In ähnlicher Weise kann: ein Gemisch von 5 kg kohlenstofffreiem, durch Sublimation gereinigtem Chrom(3)-chlorid und 2,5 kg kohlenstofffreiem Eisenpulver mit von Sauerstoff und Wasserdampf befreitem Wasserstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 8, cbm pro Stunde zunächst 2 Stunden lang bei 50o° und alsdann 12 Stunden lang bei iooo° behandelt werden. Es bildet sich ein kohlenstofffreies Produkt von folgender Zusammensetzung: 57,4 °/Q Eisen, 42,17 °/o Chrom.
• Vom angewandten Chromchlorid werden somit 98,8 % umgesetzt. Unter gleichen Bedingungen, aber ohne Eisenzusatz, «-erden nur 6o °1o Chromchlorid umgesetzt.
• Die nur schwach gesinterten Produkte lassen sich leicht pulverisieren.
• Beispiel 3 Ein inniges Gemisch von 5 kg Chrom (3)-chlorid (mit etwa q. % Kohlenstoff, auf den Chromgehalt bezogen) und r,5 kg Eisenoxyd wird zunächst bei 50o bis 60o° etwa 11/2 Stunden lang mit hochreinem Wasserstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 7,5 cbm pro Stunde behandelt. Hierbei, findet zunächst eine Reduktion des Chrom (3)-chlorids in Chrom(2)-chlorid statt, wobei unter Auflockern der Masse der freigelegte Kohlenstoff in flüchtige Verbindungen übergeführt wird. Bei vorsichtigem, nicht zu raschem Aufheizen kann eine Bildung von Chromoxyd, dessen Reduktion schwerer als die des Chlorids verläuft, hierbei leicht vermieden werden. Zwecks vollständiger Reduktion wird alsdann die Temperatur allmählich auf 120o° gesteigert. Nach 8stündiger Behandlung bei 1200° sind 88 °/o der angewandten Chrom (3)-chloridmenge zu Chrom reduziert, und der Kohlenstoffgehalt beträgt, auf die metallischen Bestandteile umgerechnet, nur noch o,18

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCE: Verfahren zur Gewinnung von Chrom durch Reduktion von Chromhalogeniden, gegebenenfalls auch solchen, die Kohlenstoff enthalten, mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion nach Zusatz von fein verteilten, bei den Reduktionstemperaturen nicht schmelzenden Metallen, Metallegierungen oder solchen Metallverbindungen, die unter den Arbeitsbedingungen leicht reduzierbar sind, vorteilhaft mit e= reinigtem Wasserstoff, vorgenommen wird.